JPH0967104A - 圧力スイング吸着法による酸素濃縮方法 - Google Patents
圧力スイング吸着法による酸素濃縮方法Info
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- JPH0967104A JPH0967104A JP7220194A JP22019495A JPH0967104A JP H0967104 A JPH0967104 A JP H0967104A JP 7220194 A JP7220194 A JP 7220194A JP 22019495 A JP22019495 A JP 22019495A JP H0967104 A JPH0967104 A JP H0967104A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 圧力スイング吸着法により高純度酸素ガスを
経済的に製造可能な酸素濃縮方法を提供する。 【解決手段】 Ｎ2 ガスを選択的に吸着する特性を有す
る吸着剤を使用し、ＰＳＡ法酸素濃縮装置で空気よりＯ
2 ガスを分離濃縮するシステムの真空脱着再生工程中に
製品Ｏ2 ガスの一部を還流して、吸着剤の再生度を向上
させることがおこなわれる。本発明では、製品Ｏ2 ガス
の一部を更に吸着塔１０Ａ，１０Ｂをもつ２次ＰＳＡ法
酸素濃縮装置で高純度化し、この高純度化されたＯ2 ガ
スを本体ＰＳＡ法酸素濃縮装置における吸着塔２Ａ，２
Ｂ，２Ｃの真空脱着工程のＯ2 パージ工程に使用し、吸
着剤の再生度を更に向上させることによって、得られる
製品Ｏ2 ガスの純度を向上させる。
経済的に製造可能な酸素濃縮方法を提供する。 【解決手段】 Ｎ2 ガスを選択的に吸着する特性を有す
る吸着剤を使用し、ＰＳＡ法酸素濃縮装置で空気よりＯ
2 ガスを分離濃縮するシステムの真空脱着再生工程中に
製品Ｏ2 ガスの一部を還流して、吸着剤の再生度を向上
させることがおこなわれる。本発明では、製品Ｏ2 ガス
の一部を更に吸着塔１０Ａ，１０Ｂをもつ２次ＰＳＡ法
酸素濃縮装置で高純度化し、この高純度化されたＯ2 ガ
スを本体ＰＳＡ法酸素濃縮装置における吸着塔２Ａ，２
Ｂ，２Ｃの真空脱着工程のＯ2 パージ工程に使用し、吸
着剤の再生度を更に向上させることによって、得られる
製品Ｏ2 ガスの純度を向上させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は空気を加圧してその
中のＮ2 ガスを吸着剤に選択的に吸着させ、次いで減圧
してそのＮ2 ガスを分離回収するように構成した圧力ス
イング吸着法による空気分離方法（以下、ＰＳＡ法酸素
濃縮方法という）に関する。
中のＮ2 ガスを吸着剤に選択的に吸着させ、次いで減圧
してそのＮ2 ガスを分離回収するように構成した圧力ス
イング吸着法による空気分離方法（以下、ＰＳＡ法酸素
濃縮方法という）に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３に従来のＰＳＡ法酸素濃縮装置の代
表的なシステムフローを、図４にその操作パターンを示
す。これらの図に示されたやり方は３塔式で呼ばれ、も
っとも普及している方法であるが、吸着塔が２基ある２
塔式や４基で構成される４塔式でもよい。
表的なシステムフローを、図４にその操作パターンを示
す。これらの図に示されたやり方は３塔式で呼ばれ、も
っとも普及している方法であるが、吸着塔が２基ある２
塔式や４基で構成される４塔式でもよい。
【０００３】図３及び図４に示した従来のＰＳＡ法酸素
濃縮方法について説明すると、図３において、２Ａ，２
Ｂ，２Ｃは内部にＮ2 ガス吸着剤が充填された吸着塔で
ある。１は吸着塔に原料空気を供給する原空ブロワで、
３は吸着剤を脱着再生するために吸着塔を減圧するため
の真空ポンプである。
濃縮方法について説明すると、図３において、２Ａ，２
Ｂ，２Ｃは内部にＮ2 ガス吸着剤が充填された吸着塔で
ある。１は吸着塔に原料空気を供給する原空ブロワで、
３は吸着剤を脱着再生するために吸着塔を減圧するため
の真空ポンプである。
【０００４】各吸着塔２Ａ，２Ｂ，２Ｃには図のごとく
切換弁が取り付けられている。特に６Ａ，６Ｂ，６Ｃは
製品Ｏ2 ガスを取り出すための切換弁で、７Ａ，７Ｂ，
７Ｃは吸着塔の脱着再生時に製品Ｏ2 ガスをパージ用に
供給するための切換弁である。８は製品Ｏ2 ガスを溜め
るための製品Ｏ2 タンクである。
切換弁が取り付けられている。特に６Ａ，６Ｂ，６Ｃは
製品Ｏ2 ガスを取り出すための切換弁で、７Ａ，７Ｂ，
７Ｃは吸着塔の脱着再生時に製品Ｏ2 ガスをパージ用に
供給するための切換弁である。８は製品Ｏ2 ガスを溜め
るための製品Ｏ2 タンクである。
【０００５】この従来式のＰＳＡ法酸素濃縮装置は図４
の操作パターンに従って運転される。吸着塔２Ａ，２
Ｂ，２Ｃの３基は３つの工程、即ち第１工程（加圧吸
着），第２工程（真空脱着工程），第３工程（Ｏ2 復
圧）の３つの工程で、図のように繰り返し運転される。
の操作パターンに従って運転される。吸着塔２Ａ，２
Ｂ，２Ｃの３基は３つの工程、即ち第１工程（加圧吸
着），第２工程（真空脱着工程），第３工程（Ｏ2 復
圧）の３つの工程で、図のように繰り返し運転される。
【０００６】例えば、吸着塔２Ａについて、工程順に説
明すればまず第１工程で、原料空気が原空ブロワ１で加
圧され、切換弁４Ａを通して吸着塔２Ａに供給される。
吸着塔２Ａ内では、原料空気が下部から上部へ吸着剤床
中を流れる内に原料空気中に含まれる不純分である水
分、ＣＯ2 ガス、Ｎ2 ガスがこの順で吸着剤に吸着さ
れ、濃縮されたＯ2 ガスが切換弁６Ａを通して、塔外の
製品Ｏ2 タンク８に集められる。
明すればまず第１工程で、原料空気が原空ブロワ１で加
圧され、切換弁４Ａを通して吸着塔２Ａに供給される。
吸着塔２Ａ内では、原料空気が下部から上部へ吸着剤床
中を流れる内に原料空気中に含まれる不純分である水
分、ＣＯ2 ガス、Ｎ2 ガスがこの順で吸着剤に吸着さ
れ、濃縮されたＯ2 ガスが切換弁６Ａを通して、塔外の
製品Ｏ2 タンク８に集められる。
【０００７】第２工程は吸着剤に吸着されたＮ2 ガス、
水分等の不純物を吸着剤より脱着して、吸着剤を再生す
る工程である。吸着塔２Ａは切換弁５Ａを通して真空ポ
ンプ３で減圧される。
水分等の不純物を吸着剤より脱着して、吸着剤を再生す
る工程である。吸着塔２Ａは切換弁５Ａを通して真空ポ
ンプ３で減圧される。
【０００８】この真空脱着再生工程の後半にはＯ2 パー
ジ工程が組み込まれている。これは切換弁７Ａを通じ
て、塔上部より製品Ｏ2 ガスの一部を還流させる事によ
って、吸着剤床を掃気し、吸着剤の再生率を向上させる
ものである。
ジ工程が組み込まれている。これは切換弁７Ａを通じ
て、塔上部より製品Ｏ2 ガスの一部を還流させる事によ
って、吸着剤床を掃気し、吸着剤の再生率を向上させる
ものである。
【０００９】この脱着再生工程を理論的に説明すれば、
吸着剤へのＮ2 ガスの移動はＮ2 ガスの分圧ＰＮ2 に支
配され、ＰＮ2 ＝Ｐ（全圧）×ＸＮ2 （モル分率）の関
係にある。吸着塔内を減圧すれば全圧Ｐが減少し、必然
的にＰＮ2 は低下し、吸着剤よりＮ2 ガスが脱着され
る。ＸＮ2 は吸着剤周辺ガスのＮ2 濃縮をモル分率で表
わしたものである。
吸着剤へのＮ2 ガスの移動はＮ2 ガスの分圧ＰＮ2 に支
配され、ＰＮ2 ＝Ｐ（全圧）×ＸＮ2 （モル分率）の関
係にある。吸着塔内を減圧すれば全圧Ｐが減少し、必然
的にＰＮ2 は低下し、吸着剤よりＮ2 ガスが脱着され
る。ＸＮ2 は吸着剤周辺ガスのＮ2 濃縮をモル分率で表
わしたものである。
【００１０】吸着剤周辺のガスのＮ2 濃度を低下させ
る、即ちＯ2 濃度をアップさせれば、ＰＮ2 は比例的に
低下し、吸着剤の再生率がアップする。しかしこれは製
品Ｏ2ガスの一部を損失する結果も同時に生じる。Ｏ2
パージ操作はこのＰＮ2 の低下による吸着剤再生率の向
上を主目的としたものである。
る、即ちＯ2 濃度をアップさせれば、ＰＮ2 は比例的に
低下し、吸着剤の再生率がアップする。しかしこれは製
品Ｏ2ガスの一部を損失する結果も同時に生じる。Ｏ2
パージ操作はこのＰＮ2 の低下による吸着剤再生率の向
上を主目的としたものである。
【００１１】第３工程のＯ2 復圧工程は、真空脱着して
減圧下にある吸着塔を製品Ｏ2 ガスで復圧し、次の吸着
工程での原料空気の吹き抜けを防止するためのものであ
る。このような方法で９０〜９４％のＯ2 ガスが空気を
原料として製造出来る。
減圧下にある吸着塔を製品Ｏ2 ガスで復圧し、次の吸着
工程での原料空気の吹き抜けを防止するためのものであ
る。このような方法で９０〜９４％のＯ2 ガスが空気を
原料として製造出来る。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】従来法のＰＳＡ法酸素
濃縮装置では前記した工程によって９０〜９４％のＯ2
ガスが製造される。不純物のうち約４．５％はアルゴン
ガスで、他の１．５〜５．５％はＮ2 ガスである。ＰＳ
Ａ法酸素濃縮装置が非常に多く採用されている電炉製鋼
ではこの１．５〜５．５％のＮ2 ガスが製品鉄鋼の品質
に悪影響を与えている。
濃縮装置では前記した工程によって９０〜９４％のＯ2
ガスが製造される。不純物のうち約４．５％はアルゴン
ガスで、他の１．５〜５．５％はＮ2 ガスである。ＰＳ
Ａ法酸素濃縮装置が非常に多く採用されている電炉製鋼
ではこの１．５〜５．５％のＮ2 ガスが製品鉄鋼の品質
に悪影響を与えている。
【００１３】従来のＰＳＡ法酸素濃縮装置でこのＮ2 ガ
スを除去したＮ2 レスと呼ばれる高純度Ｏ2 ガスを製造
する場合、Ｏ2 製造量を１５〜２０％も低下させて運転
する必要があって、Ｏ2 ガスの製造コストがこの割合で
増加し、経済性に問題が生じ、高品質鋼の製造にはＰＳ
Ａ法酸素濃縮装置はほとんど採用されていない実情があ
る。
スを除去したＮ2 レスと呼ばれる高純度Ｏ2 ガスを製造
する場合、Ｏ2 製造量を１５〜２０％も低下させて運転
する必要があって、Ｏ2 ガスの製造コストがこの割合で
増加し、経済性に問題が生じ、高品質鋼の製造にはＰＳ
Ａ法酸素濃縮装置はほとんど採用されていない実情があ
る。
【００１４】本発明はＰＳＡ法により高純度Ｏ2 ガスを
経済的に製造可能な酸素濃縮方法を提供することを課題
としている。
経済的に製造可能な酸素濃縮方法を提供することを課題
としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するため、従来のＰＳＡ法酸素濃縮方法で採用されてい
るＯ2 パージ操作において、更に２次的にＯ2 ガスの純
度アップをおこなったＯ2 ガスを使用し、吸着剤の再生
効率を向上させ、吸着塔でのＯ2 濃縮率を向上させる。
するため、従来のＰＳＡ法酸素濃縮方法で採用されてい
るＯ2 パージ操作において、更に２次的にＯ2 ガスの純
度アップをおこなったＯ2 ガスを使用し、吸着剤の再生
効率を向上させ、吸着塔でのＯ2 濃縮率を向上させる。
【００１６】すなわち、本発明によるＰＳＡ法酸素濃縮
方法では、真空脱着再生工程中で、製品Ｏ2 ガスの一部
を還流して吸着剤の再生度を向上させる工程において、
製品Ｏ2 ガスの一部を更に２次ＰＳＡ法酸素濃縮装置で
高純度化し、この高純度化されたＯ2 ガスを吸着塔の真
空脱着工程のＯ2 パージ工程に使用し、吸着剤の再生度
を更に向上させることによって製品Ｏ2 ガスの純度を向
上させる。
方法では、真空脱着再生工程中で、製品Ｏ2 ガスの一部
を還流して吸着剤の再生度を向上させる工程において、
製品Ｏ2 ガスの一部を更に２次ＰＳＡ法酸素濃縮装置で
高純度化し、この高純度化されたＯ2 ガスを吸着塔の真
空脱着工程のＯ2 パージ工程に使用し、吸着剤の再生度
を更に向上させることによって製品Ｏ2 ガスの純度を向
上させる。
【００１７】本発明によるＰＳＡ法酸素濃縮方法では、
前記した２次ＰＳＡ法酸素濃縮装置において、脱着工程
にある吸着塔を本体ＰＳＡ法酸素濃縮装置の脱着工程に
接続し、同２次ＰＳＡ法酸素濃縮装置の吸着剤の再生を
行うとともに、脱着されたガスも本体ＰＳＡ法酸素濃縮
装置の吸着剤再生用のパージガスにも使用し、製品Ｏ 2
ガスの回収率を向上させるようにするのが好ましい。
前記した２次ＰＳＡ法酸素濃縮装置において、脱着工程
にある吸着塔を本体ＰＳＡ法酸素濃縮装置の脱着工程に
接続し、同２次ＰＳＡ法酸素濃縮装置の吸着剤の再生を
行うとともに、脱着されたガスも本体ＰＳＡ法酸素濃縮
装置の吸着剤再生用のパージガスにも使用し、製品Ｏ 2
ガスの回収率を向上させるようにするのが好ましい。
【００１８】また、本発明によるＰＳＡ法酸素濃縮方法
で用いる２次ＰＳＡ法酸素濃縮装置としては、容量が本
体ＰＳＡ法酸素濃縮装置の５〜３０％の装置とするのが
経済的である。
で用いる２次ＰＳＡ法酸素濃縮装置としては、容量が本
体ＰＳＡ法酸素濃縮装置の５〜３０％の装置とするのが
経済的である。
【００１９】本発明による酸素濃縮方法では、真空脱着
工程のＯ2 パージ工程に使用するＯ 2 ガスは、製品Ｏ2
ガスの一部を２次ＰＳＡ法酸素濃縮装置で高純度化した
高純Ｏ2 ガスであるため、吸着剤の再生度を一段と向上
させ、これにより製品Ｏ2 ガスの純度を所望どおり向上
させることが出来るのである。
工程のＯ2 パージ工程に使用するＯ 2 ガスは、製品Ｏ2
ガスの一部を２次ＰＳＡ法酸素濃縮装置で高純度化した
高純Ｏ2 ガスであるため、吸着剤の再生度を一段と向上
させ、これにより製品Ｏ2 ガスの純度を所望どおり向上
させることが出来るのである。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明によるＰＳＡ法によ
る酸素濃縮方法について図１，図２に示した実施の形態
に基づいて具体的に説明する。なお、以下の実施の形態
において、図３に示した従来の装置と同じ構成の部分に
は説明を簡単にするため同じ符号を付してある。
る酸素濃縮方法について図１，図２に示した実施の形態
に基づいて具体的に説明する。なお、以下の実施の形態
において、図３に示した従来の装置と同じ構成の部分に
は説明を簡単にするため同じ符号を付してある。
【００２１】図１において、２Ａ，２Ｂ，２Ｃは内部に
Ｎ2 ガス吸着剤が充填された吸着塔である。１は吸着塔
２Ａ，２Ｂ，２Ｃに切換弁４Ａ，４Ｂ，４Ｃを介して原
料空気を供給する原空ブロワで、３は吸着剤を脱着再生
するために吸着塔２Ａ，２Ｂ，２Ｃを切換弁５Ａ，５
Ｂ，５Ｃを介して減圧するための真空ポンプである。
Ｎ2 ガス吸着剤が充填された吸着塔である。１は吸着塔
２Ａ，２Ｂ，２Ｃに切換弁４Ａ，４Ｂ，４Ｃを介して原
料空気を供給する原空ブロワで、３は吸着剤を脱着再生
するために吸着塔２Ａ，２Ｂ，２Ｃを切換弁５Ａ，５
Ｂ，５Ｃを介して減圧するための真空ポンプである。
【００２２】各吸着塔２Ａ，２Ｂ，２Ｃには図のごとく
切換弁６Ａ，６Ｂ，６Ｃ及び７Ａ，７Ｂ，７Ｃが取り付
けられている。特に切換弁６Ａ，６Ｂ，６Ｃは製品Ｏ2
ガスを取り出すための切換弁であり、切換弁７Ａ，７
Ｂ，７Ｃは吸着塔２Ａ，２Ｂ，２Ｃの脱着再生時にパー
ジ用の製品Ｏ2 ガスを供給するための切換弁である。８
は製品Ｏ2 ガスを溜めるための製品Ｏ2 タンクである。
切換弁６Ａ，６Ｂ，６Ｃ及び７Ａ，７Ｂ，７Ｃが取り付
けられている。特に切換弁６Ａ，６Ｂ，６Ｃは製品Ｏ2
ガスを取り出すための切換弁であり、切換弁７Ａ，７
Ｂ，７Ｃは吸着塔２Ａ，２Ｂ，２Ｃの脱着再生時にパー
ジ用の製品Ｏ2 ガスを供給するための切換弁である。８
は製品Ｏ2 ガスを溜めるための製品Ｏ2 タンクである。
【００２３】更にその上部には２塔式の小型ＰＳＡ法酸
素濃縮装置が接続されていて、その吸着塔１０Ａ，１０
Ｂが製品Ｏ2 タンク８と切換弁１１Ａ，１１Ｂを介して
接続され、製品Ｏ2 を吸着塔１０Ａ，１０Ｂに導入す
る。また、切換弁１２Ａ，１２Ｂを介して本体ＰＳＡ法
酸素濃縮装置の吸着塔２Ａ，２Ｂ，２Ｃに接続され、パ
ージＯ2 ガスを導入する。
素濃縮装置が接続されていて、その吸着塔１０Ａ，１０
Ｂが製品Ｏ2 タンク８と切換弁１１Ａ，１１Ｂを介して
接続され、製品Ｏ2 を吸着塔１０Ａ，１０Ｂに導入す
る。また、切換弁１２Ａ，１２Ｂを介して本体ＰＳＡ法
酸素濃縮装置の吸着塔２Ａ，２Ｂ，２Ｃに接続され、パ
ージＯ2 ガスを導入する。
【００２４】また、吸着塔１０Ａ，１０Ｂの上部出口か
らの高純Ｏ2 ガスは高純Ｏ2 サージタンク１４へ切換弁
１３Ａ，１３Ｂを介して導かれるよう構成され、更に高
純Ｏ 2 サージタンク１４下部より吸着塔２Ａ，２Ｂ，２
Ｃへ、高純Ｏ2 ガスが送られる。
らの高純Ｏ2 ガスは高純Ｏ2 サージタンク１４へ切換弁
１３Ａ，１３Ｂを介して導かれるよう構成され、更に高
純Ｏ 2 サージタンク１４下部より吸着塔２Ａ，２Ｂ，２
Ｃへ、高純Ｏ2 ガスが送られる。
【００２５】このように構成された図１のＰＳＡ法酸素
濃縮装置の作用を説明する。本体ＰＳＡ法酸素濃縮装置
は３塔式で、その作用は従来技術の項で説明した通りで
ある。図１に示した装置では従来のＰＳＡ法酸素濃縮装
置に、小型のＰＳＡ法酸素濃縮装置が付属した形になっ
ている。
濃縮装置の作用を説明する。本体ＰＳＡ法酸素濃縮装置
は３塔式で、その作用は従来技術の項で説明した通りで
ある。図１に示した装置では従来のＰＳＡ法酸素濃縮装
置に、小型のＰＳＡ法酸素濃縮装置が付属した形になっ
ている。
【００２６】この小型ＰＳＡ法酸素濃縮装置は、２基の
吸着塔１０Ａ，１０Ｂ、切換弁１１Ａ，１１Ｂ，１２
Ａ，１２Ｂ，１３Ａ，１３Ｂ，高純Ｏ2 サージタンク１
４、および切換弁１５より構成されている。この小型Ｐ
ＳＡ法酸素濃縮装置は本体ＰＳＡ法酸素濃縮装置と連動
して次のように作動する。この小型ＰＳＡ法酸素濃縮装
置は２塔式である。
吸着塔１０Ａ，１０Ｂ、切換弁１１Ａ，１１Ｂ，１２
Ａ，１２Ｂ，１３Ａ，１３Ｂ，高純Ｏ2 サージタンク１
４、および切換弁１５より構成されている。この小型Ｐ
ＳＡ法酸素濃縮装置は本体ＰＳＡ法酸素濃縮装置と連動
して次のように作動する。この小型ＰＳＡ法酸素濃縮装
置は２塔式である。
【００２７】第１工程で吸着操作（Ｏ2 濃縮）、第２工
程で脱着および復圧操作がおこなわれる。以下、図２を
参照して第２吸着塔１０Ａについて説明する。第１工程
は吸着工程で、本体ＰＳＡ法酸素濃縮装置で得られた製
品Ｏ2 ガスの一部が弁１１Ａを通して吸着塔内１０Ａに
供給され、内部に充填されたＮ2 吸着剤床を通過する際
にＯ2 が濃縮されて弁１３Ａを通して、高純Ｏ2 サージ
タンク１４に集められる。
程で脱着および復圧操作がおこなわれる。以下、図２を
参照して第２吸着塔１０Ａについて説明する。第１工程
は吸着工程で、本体ＰＳＡ法酸素濃縮装置で得られた製
品Ｏ2 ガスの一部が弁１１Ａを通して吸着塔内１０Ａに
供給され、内部に充填されたＮ2 吸着剤床を通過する際
にＯ2 が濃縮されて弁１３Ａを通して、高純Ｏ2 サージ
タンク１４に集められる。
【００２８】この集められたＯ2 ガスは、本体ＰＳＡ法
酸素濃縮装置の吸着塔２Ｃの真空脱着再生工程のパージ
(II)用のＯ2 ガスとして供給される。このＯ2 ガスは高
純度であるため、吸着剤上部の吸着剤は高度に再生され
る。この結果、吸着工程でのＯ2 濃縮度がアップし、高
純度の製品Ｏ2 ガスが製造出来る。また吸着塔出口部の
吸着剤が高次に再生された結果、吸着率も非常にシャー
プとなり（濃度勾配が大きくなる）、Ｏ2 の収率も向上
する。
酸素濃縮装置の吸着塔２Ｃの真空脱着再生工程のパージ
(II)用のＯ2 ガスとして供給される。このＯ2 ガスは高
純度であるため、吸着剤上部の吸着剤は高度に再生され
る。この結果、吸着工程でのＯ2 濃縮度がアップし、高
純度の製品Ｏ2 ガスが製造出来る。また吸着塔出口部の
吸着剤が高次に再生された結果、吸着率も非常にシャー
プとなり（濃度勾配が大きくなる）、Ｏ2 の収率も向上
する。
【００２９】２次ＰＳＡ法酸素濃縮装置の第２工程は脱
着(I) ，脱着(II), 復圧の３つの操作で構成されてい
る。まず脱着(I) では弁１２Ａ，弁７Ｃを通じて、第２
吸着塔１０Ａの内部のＯ2 ガスが本体吸着塔２ＣのＯ2
復圧工程のガスの一部に利用される。この場合、吸着塔
２Ｃは真空再生が終了した直後で、内部の真空残圧で容
易にＯ2 ガスが第２吸着塔１０Ａより吸引される。
着(I) ，脱着(II), 復圧の３つの操作で構成されてい
る。まず脱着(I) では弁１２Ａ，弁７Ｃを通じて、第２
吸着塔１０Ａの内部のＯ2 ガスが本体吸着塔２ＣのＯ2
復圧工程のガスの一部に利用される。この場合、吸着塔
２Ｃは真空再生が終了した直後で、内部の真空残圧で容
易にＯ2 ガスが第２吸着塔１０Ａより吸引される。
【００３０】次の脱着(II)工程では本体ＰＳＡ法酸素濃
縮装置の吸着塔２Ａのパージ(I) に弁１２Ａ，７Ａを通
じて、Ｏ2 ガスが導びかれ、パージガスとして使用され
る。このガスはＮ2 ガスの濃度が高いが、初期のＯ2 パ
ージ工程には使用出来る。復圧工程は弁１３Ａを通じ、
高純Ｏ2 ガスを高純Ｏ2 サージタンク１４から逆流さ
せ、容易に昇圧出来る。
縮装置の吸着塔２Ａのパージ(I) に弁１２Ａ，７Ａを通
じて、Ｏ2 ガスが導びかれ、パージガスとして使用され
る。このガスはＮ2 ガスの濃度が高いが、初期のＯ2 パ
ージ工程には使用出来る。復圧工程は弁１３Ａを通じ、
高純Ｏ2 ガスを高純Ｏ2 サージタンク１４から逆流さ
せ、容易に昇圧出来る。
【００３１】本体ＰＳＡ法酸素濃縮装置の吸着塔２Ａの
第２工程でパージ(II)は高純度のＯ 2 ガスで吸着剤を高
度に再生するもので、弁１５を開け、弁７Ａより高純度
Ｏ2ガスを脱着再生中のパージガスに使用するものであ
る。以上の工程が、図２のパターンの通り繰り返し行わ
れる。
第２工程でパージ(II)は高純度のＯ 2 ガスで吸着剤を高
度に再生するもので、弁１５を開け、弁７Ａより高純度
Ｏ2ガスを脱着再生中のパージガスに使用するものであ
る。以上の工程が、図２のパターンの通り繰り返し行わ
れる。
【００３２】以上、本発明を図示した実施の形態に基づ
いて具体的に説明したが、本発明がこれらの実施形態に
限定されず特許請求の範囲に示す本発明の範囲内で、そ
の構成に種々の変更を加えてよいことはいうまでもな
い。例えば、上記実施形態では本体ＰＳＡ法酸素濃縮装
置を３塔式、２次ＰＳＡ法酸素濃縮装置を２塔式で構成
しているが、この塔数は適宜選択してよい。
いて具体的に説明したが、本発明がこれらの実施形態に
限定されず特許請求の範囲に示す本発明の範囲内で、そ
の構成に種々の変更を加えてよいことはいうまでもな
い。例えば、上記実施形態では本体ＰＳＡ法酸素濃縮装
置を３塔式、２次ＰＳＡ法酸素濃縮装置を２塔式で構成
しているが、この塔数は適宜選択してよい。
【００３３】
【実施例】次に、本発明によるＰＳＡ法酸素濃縮方法の
実施例について説明する。１０００Nm3/Ｈ×９３％Ｏ2
純度の３塔式ＰＳＡ法酸素濃縮装置に図１の通りの１０
０Nm3/Ｈ×９５．５％純度の第２のＰＳＡ法酸素濃縮装
置を取り付けて運転した結果、Ｎ2 含有率１００ppm 以
下の製品Ｏ2 ガスが連続的に製造出来た。
実施例について説明する。１０００Nm3/Ｈ×９３％Ｏ2
純度の３塔式ＰＳＡ法酸素濃縮装置に図１の通りの１０
０Nm3/Ｈ×９５．５％純度の第２のＰＳＡ法酸素濃縮装
置を取り付けて運転した結果、Ｎ2 含有率１００ppm 以
下の製品Ｏ2 ガスが連続的に製造出来た。
【００３４】小型の第２のＰＳＡ法酸素濃縮装置を３０
０Nm3/Ｈ以上とした場合、設備コスト費のアップによっ
て、Ｏ2 ガスコストは約２０％アップし、本システムの
メリットは無くなった。
０Nm3/Ｈ以上とした場合、設備コスト費のアップによっ
て、Ｏ2 ガスコストは約２０％アップし、本システムの
メリットは無くなった。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のＰＳＡ法
酸素濃縮方法では、真空脱着再生工程中に製品Ｏ2 ガス
の一部を還流して、吸着剤の再生度を向上させる工程に
おいて、製品Ｏ2 ガスの一部を更に２次ＰＳＡ法酸素濃
縮装置で高純度化し、この高純度化されたＯ2 ガスを吸
着塔の真空脱着工程のＯ2 パージ工程に使用するので、
吸着剤の再生度を更に向上させることによって製品Ｏ2
ガスの純度をＮ2 １００ppm 以下まで向上させることが
出来る。
酸素濃縮方法では、真空脱着再生工程中に製品Ｏ2 ガス
の一部を還流して、吸着剤の再生度を向上させる工程に
おいて、製品Ｏ2 ガスの一部を更に２次ＰＳＡ法酸素濃
縮装置で高純度化し、この高純度化されたＯ2 ガスを吸
着塔の真空脱着工程のＯ2 パージ工程に使用するので、
吸着剤の再生度を更に向上させることによって製品Ｏ2
ガスの純度をＮ2 １００ppm 以下まで向上させることが
出来る。
【００３６】また、２次ＰＳＡ法酸素濃縮装置の脱着再
生操作を本体ＰＳＡ法酸素濃縮装置と連動させることに
よって、本体ＰＳＡ法酸素濃縮装置のエネルギーで小型
の２次ＰＳＡ法酸素濃縮装置を操作出来る。また小型の
２次ＰＳＡ法酸素濃縮装置の排ガスはすべて本体ＰＳＡ
法酸素濃縮装置で利用されるので、Ｏ2 回収率の低下は
防止出来る。
生操作を本体ＰＳＡ法酸素濃縮装置と連動させることに
よって、本体ＰＳＡ法酸素濃縮装置のエネルギーで小型
の２次ＰＳＡ法酸素濃縮装置を操作出来る。また小型の
２次ＰＳＡ法酸素濃縮装置の排ガスはすべて本体ＰＳＡ
法酸素濃縮装置で利用されるので、Ｏ2 回収率の低下は
防止出来る。
【図１】本発明の実施の一形態によるＰＳＡ法酸素濃縮
方法を実施するＰＳＡ法酸素濃縮装置のフローシート。
方法を実施するＰＳＡ法酸素濃縮装置のフローシート。
【図２】図１に示した装置における操作パターンを示す
図表。
図表。
【図３】従来のＰＳＡ法酸素濃縮方法を実施するＰＳＡ
法酸素濃縮装置のフローシート。
法酸素濃縮装置のフローシート。
【図４】図３に示した装置における操作パターンを示す
図表。
図表。
１ 原空ブロワ ２Ａ，２Ｂ，２Ｃ 吸着塔 ３ 真空ポンプ ４Ａ，４Ｂ，４Ｃ 原料空気用の切換弁 ５Ａ，５Ｂ，５Ｃ 減圧用の切換弁 ６Ａ，６Ｂ，６Ｃ 製品Ｏ2 ガス取り出し用の切換弁 ７Ａ，７Ｂ，７Ｃ パージ用Ｏ2 ガス供給用の切換弁 ８ 製品Ｏ2 タンク １０Ａ，１０Ｂ 第２吸着塔 １１Ａ，１１Ｂ 製品Ｏ2 ガス供給用の切換弁 １２Ａ，１２Ｂ パージ用高純Ｏ2 ガス供給用の切
換弁 １３Ａ，１３Ｂ 高純Ｏ2 ガス取り出し用の切換弁 １４ 高純Ｏ2 サージタンク １５ 切換弁
換弁 １３Ａ，１３Ｂ 高純Ｏ2 ガス取り出し用の切換弁 １４ 高純Ｏ2 サージタンク １５ 切換弁
Claims (3)
- 【請求項１】 Ｎ2 ガスを選択的に吸着する特性を有す
る吸着剤を使用し、圧力スイング吸着法（ＰＳＡ法）で
空気よりＯ2 ガスを分離濃縮するシステムの真空脱着再
生工程中で、製品Ｏ2 ガスの一部を還流して吸着剤の再
生度を向上させる工程において、製品Ｏ2 ガスの一部を
更に２次ＰＳＡ法酸素濃縮装置で高純度化し、この高純
度化されたＯ2 ガスを吸着塔の真空脱着工程のＯ2 パー
ジ工程に使用し、吸着剤の再生度を更に向上させること
によって製品Ｏ2 ガスの純度を向上させることを特徴と
するＰＳＡ法による酸素濃縮方法。 - 【請求項２】 前記２次ＰＳＡ法酸素濃縮装置におい
て、脱着工程にある吸着塔を本体ＰＳＡ法酸素濃縮装置
の脱着工程に接続し、同２次ＰＳＡ法酸素濃縮装置の吸
着剤の再生を行うとともに、脱着されたガスも本体ＰＳ
Ａ法酸素濃縮装置の吸着剤再生用のパージガスにも使用
し、製品Ｏ2 ガスの回収率を向上させることを特徴とす
る請求項１記載のＰＳＡ法による酸素濃縮方法。 - 【請求項３】 前記２次ＰＳＡ法酸素濃縮装置として、
容量が本体ＰＳＡ法酸素濃縮装置の５〜３０％のＰＳＡ
法酸素濃縮装置を用いることを特徴とする請求項１又は
２記載のＰＳＡ法による酸素濃縮方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7220194A JPH0967104A (ja) | 1995-08-29 | 1995-08-29 | 圧力スイング吸着法による酸素濃縮方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7220194A JPH0967104A (ja) | 1995-08-29 | 1995-08-29 | 圧力スイング吸着法による酸素濃縮方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0967104A true JPH0967104A (ja) | 1997-03-11 |
Family
ID=16747368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7220194A Withdrawn JPH0967104A (ja) | 1995-08-29 | 1995-08-29 | 圧力スイング吸着法による酸素濃縮方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0967104A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001152829A (ja) * | 1999-09-17 | 2001-06-05 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 黒煙除去装置 |
| KR100715532B1 (ko) * | 2005-02-01 | 2007-05-07 | 주식회사 옥서스 | 보조산소발생부를 갖는 산소발생장치 |
| CN107614087A (zh) * | 2015-04-15 | 2018-01-19 | 西澳大学 | 用于气体分离的方法 |
| CN115028143A (zh) * | 2021-03-07 | 2022-09-09 | 上海技典工业产品设计有限公司 | 一种能将低氧浓度的富氧空气提纯的变压吸附工艺和方法 |
-
1995
- 1995-08-29 JP JP7220194A patent/JPH0967104A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001152829A (ja) * | 1999-09-17 | 2001-06-05 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 黒煙除去装置 |
| KR100715532B1 (ko) * | 2005-02-01 | 2007-05-07 | 주식회사 옥서스 | 보조산소발생부를 갖는 산소발생장치 |
| CN107614087A (zh) * | 2015-04-15 | 2018-01-19 | 西澳大学 | 用于气体分离的方法 |
| CN115028143A (zh) * | 2021-03-07 | 2022-09-09 | 上海技典工业产品设计有限公司 | 一种能将低氧浓度的富氧空气提纯的变压吸附工艺和方法 |
| CN115028143B (zh) * | 2021-03-07 | 2024-02-06 | 上海技典工业产品设计有限公司 | 一种能将低氧浓度的富氧空气提纯的变压吸附工艺和方法 |
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|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20021105 |